画像による遠方の物体を利用した自律走行ロボットの方向補正手法の研究
をテンプレートにして作成
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[[太田研 公開用Wiki]]
*画像による遠方の物体を利用した自律走行ロボットの方向補正...
#contents
*はじめに [#z7a60fe1]
**研究背景 [#v8e26a5f]
自律走行ロボットが走行する際に内界センサだけで走行しよ...
地面の凹凸等によって進行方向にずれが生じ曲がってしまい, ...
そこで本研究では, 画像を利用して自律走行ロボットの進行方...
**研究目的 [#deee2aa5]
自律走行ロボットにおいて進行方向がずれてしまい道から落...
教示画像群において撮影前後の画像を見比べると, 進行方向の...
このことから少しの撮影位置のずれによって大きく見え方が変...
*ロボットの方向補正 [#af17b487]
画像でロボットの方向補正を行うには, 予め走行するルート...
画像間のずれを調べることでできる.
ここで, 実際の走行で教示画像群を撮影したルートと平行にず...
しかし, 画像の奥に見える建物のような遠方の物体は他の近い...
これを利用して研究目的で述べたように道から外れないよう...
CENTER:#ref(sayu_heiko.jpg,center,50%)
CENTER:&size(14){図1:進行方向に平行にずれた位置で撮影した...
*テンプレートマッチング [#e65279fe]
ブロックマッチングとは, テンプレートマッチングの手法の一...
テンプレートマッチングとは, ある探したいものが映っている...
SAD, SSD, NCC, ZNCCなどの類似度を計算する方法がいくつかあ...
今回の実験ではブロックマッチングの一種で遮蔽に強い手法で...
**ABM [#f4152042]
走行中に撮影した入力画像と教示画像を照合する際に, 入力...
撮影して木などでその奥の建物などが隠れてしまうことがある....
照合においては, テンプレートマッチングの一種であるため, ...
照合の際には図\ref{ABM}より, 左上のブロックは左上のブロッ...
このように, テンプレート画像をブロック領域に分割し, 各...
スコアが低くなるのは遮蔽がある一部のブロックだけとなる.
これによってテンプレート画像や, 教示画像の一部が遮蔽され...
CENTER:#ref(ABM.png,center,50%)
CENTER:&size(14){図2:ABM};~
*重み [#j49a8786]
重みとは, 単純に通常のABMで照合するよりも精度が上昇する...
どれくらい見え方が変わるのかという尺度のことである. &br;
道を外れないようにしつつ真っ直ぐ走行するためには, 進行方...
照合において遠方の物体を画像上で見分ける必要がある.
しかし, 重みの付与には1ｍ毎に撮影した画像を使うので, 人力...
撮影位置がずれても遠方の物体の見え方は大きく変わらない...
また, 人間や車などの動的物体も大きく変わって映る. &br;
これを利用して予め教示画像群に遠方の物体は重みを大きく,...
重みを付与したときの画像を以下の図に示す.
今回の実験では, 次節の重みの付け方で述べるが, 遠方の物体...
よってここでは赤い枠のブロックを高い重み, 黄色の枠のブ...
多くの段階に分けずに3段階で設定した.
CENTER:#ref(omomi.png,center,50%)
CENTER:&size(14){図3:重みを付与した画像};~
*実験結果 [#u9d4f6c8]
実験には教示画像群をルート0として前方へ1ｍごとに10ｍ分...
ルート1の正面の画像群, といったようにして教示画像群を含む...
入力画像は640×360とする. &br;
画像群から入力画像を選び, 教示画像群とそれぞれ照合させ...
このとき重みを付けたものと付けないものでそれぞれ照合し, ...
このとき全体の結果では照合を行った際, 明らかに間違って...
CENTER:#ref(kekka_0.jpg,center,50%)
CENTER:&size(14){図4:ルート2左10度傾けた画像群との結果画...
CENTER:#ref(jikkenkekka.png,center,50%)
CENTER:&size(14){表1:間違った照合の数};~
*考察 [#w5dc9f63]
図5は, ルート2の右に20度ずらして撮影した画像群と照合した...
重みなし照合ではテンプレートに映る建物が角度によって教示...
しかし重み有り照合では重みデータにより, 重みによって遠方...
CENTER:#ref(kousatu_1.png,center,50%)
CENTER:&size(14){図5:右に20度傾けたルート2のある画像との...
また図6のように, ルート2, 3の左に20度ずらして撮影した画像...
これはテンプレートを取るときに一律で画像中央からとるため...
よってロボットが10度程度のずれであれば問題ないが, 20度程...
CENTER:#ref(kousatu_2.png,center,50%)
CENTER:&size(14){図6:左に20度傾けたルート3のある画像との...
*まとめ [#y89c6206]
本論文では, 自律走行ロボットが走行する際に道から外れない...
テンプレートマッチングには遮蔽に強いブロックマッチングで...
今回の実験では, 道から外れないようにすることを考えるため,...
ABMでの照合に当たって遠方の物体には高い重みを, 動的物体や...
結果として, 重みを付けたことによって遠方の物体のデータを...
今回は重みを付与した結果画像を目視し, 全体的に結果が良か...
結果同士を照合してより重み付与を安定させた方が良い.
今後の課題としては, ブロックマッチングは性質上通常のテン...
それを改善するために重みのブロック分けするときのブロック...
*参考文献 [#kccbe4c0]
[1]斉藤文彦,
ブロック照合投票処理を用いた遮へいに強い画像マッチング,
電子情報通信学会論文誌 2001/10 Vol. J84-D-II No.10
[2]山城容一郎,
ビューシーケンスに基づく証明変化に頑健な屋内外ナビゲーシ...
日本ロボット学会誌 Vol.27 No.7, pp.768~773, 2009
[3]松本吉央,
ビューベストアプローチに基づく移動ロボットナビゲーション,
日本ロボット学会誌 Vol.20 No.5, pp506~514, 2002
[4]OpenCV : http://opencv.org/
終了行:
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*画像による遠方の物体を利用した自律走行ロボットの方向補正...
#contents
*はじめに [#z7a60fe1]
**研究背景 [#v8e26a5f]
自律走行ロボットが走行する際に内界センサだけで走行しよ...
地面の凹凸等によって進行方向にずれが生じ曲がってしまい, ...
そこで本研究では, 画像を利用して自律走行ロボットの進行方...
**研究目的 [#deee2aa5]
自律走行ロボットにおいて進行方向がずれてしまい道から落...
教示画像群において撮影前後の画像を見比べると, 進行方向の...
このことから少しの撮影位置のずれによって大きく見え方が変...
*ロボットの方向補正 [#af17b487]
画像でロボットの方向補正を行うには, 予め走行するルート...
画像間のずれを調べることでできる.
ここで, 実際の走行で教示画像群を撮影したルートと平行にず...
しかし, 画像の奥に見える建物のような遠方の物体は他の近い...
これを利用して研究目的で述べたように道から外れないよう...
CENTER:#ref(sayu_heiko.jpg,center,50%)
CENTER:&size(14){図1:進行方向に平行にずれた位置で撮影した...
*テンプレートマッチング [#e65279fe]
ブロックマッチングとは, テンプレートマッチングの手法の一...
テンプレートマッチングとは, ある探したいものが映っている...
SAD, SSD, NCC, ZNCCなどの類似度を計算する方法がいくつかあ...
今回の実験ではブロックマッチングの一種で遮蔽に強い手法で...
**ABM [#f4152042]
走行中に撮影した入力画像と教示画像を照合する際に, 入力...
撮影して木などでその奥の建物などが隠れてしまうことがある....
照合においては, テンプレートマッチングの一種であるため, ...
照合の際には図\ref{ABM}より, 左上のブロックは左上のブロッ...
このように, テンプレート画像をブロック領域に分割し, 各...
スコアが低くなるのは遮蔽がある一部のブロックだけとなる.
これによってテンプレート画像や, 教示画像の一部が遮蔽され...
CENTER:#ref(ABM.png,center,50%)
CENTER:&size(14){図2:ABM};~
*重み [#j49a8786]
重みとは, 単純に通常のABMで照合するよりも精度が上昇する...
どれくらい見え方が変わるのかという尺度のことである. &br;
道を外れないようにしつつ真っ直ぐ走行するためには, 進行方...
照合において遠方の物体を画像上で見分ける必要がある.
しかし, 重みの付与には1ｍ毎に撮影した画像を使うので, 人力...
撮影位置がずれても遠方の物体の見え方は大きく変わらない...
また, 人間や車などの動的物体も大きく変わって映る. &br;
これを利用して予め教示画像群に遠方の物体は重みを大きく,...
重みを付与したときの画像を以下の図に示す.
今回の実験では, 次節の重みの付け方で述べるが, 遠方の物体...
よってここでは赤い枠のブロックを高い重み, 黄色の枠のブ...
多くの段階に分けずに3段階で設定した.
CENTER:#ref(omomi.png,center,50%)
CENTER:&size(14){図3:重みを付与した画像};~
*実験結果 [#u9d4f6c8]
実験には教示画像群をルート0として前方へ1ｍごとに10ｍ分...
ルート1の正面の画像群, といったようにして教示画像群を含む...
入力画像は640×360とする. &br;
画像群から入力画像を選び, 教示画像群とそれぞれ照合させ...
このとき重みを付けたものと付けないものでそれぞれ照合し, ...
このとき全体の結果では照合を行った際, 明らかに間違って...
CENTER:#ref(kekka_0.jpg,center,50%)
CENTER:&size(14){図4:ルート2左10度傾けた画像群との結果画...
CENTER:#ref(jikkenkekka.png,center,50%)
CENTER:&size(14){表1:間違った照合の数};~
*考察 [#w5dc9f63]
図5は, ルート2の右に20度ずらして撮影した画像群と照合した...
重みなし照合ではテンプレートに映る建物が角度によって教示...
しかし重み有り照合では重みデータにより, 重みによって遠方...
CENTER:#ref(kousatu_1.png,center,50%)
CENTER:&size(14){図5:右に20度傾けたルート2のある画像との...
また図6のように, ルート2, 3の左に20度ずらして撮影した画像...
これはテンプレートを取るときに一律で画像中央からとるため...
よってロボットが10度程度のずれであれば問題ないが, 20度程...
CENTER:#ref(kousatu_2.png,center,50%)
CENTER:&size(14){図6:左に20度傾けたルート3のある画像との...
*まとめ [#y89c6206]
本論文では, 自律走行ロボットが走行する際に道から外れない...
テンプレートマッチングには遮蔽に強いブロックマッチングで...
今回の実験では, 道から外れないようにすることを考えるため,...
ABMでの照合に当たって遠方の物体には高い重みを, 動的物体や...
結果として, 重みを付けたことによって遠方の物体のデータを...
今回は重みを付与した結果画像を目視し, 全体的に結果が良か...
結果同士を照合してより重み付与を安定させた方が良い.
今後の課題としては, ブロックマッチングは性質上通常のテン...
それを改善するために重みのブロック分けするときのブロック...
*参考文献 [#kccbe4c0]
[1]斉藤文彦,
ブロック照合投票処理を用いた遮へいに強い画像マッチング,
電子情報通信学会論文誌 2001/10 Vol. J84-D-II No.10
[2]山城容一郎,
ビューシーケンスに基づく証明変化に頑健な屋内外ナビゲーシ...
日本ロボット学会誌 Vol.27 No.7, pp.768~773, 2009
[3]松本吉央,
ビューベストアプローチに基づく移動ロボットナビゲーション,
日本ロボット学会誌 Vol.20 No.5, pp506~514, 2002
[4]OpenCV : http://opencv.org/
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